DE4326262A1 - Schnellkupplungsvorrichtung - Google Patents

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schnellkupplungsvor­ richtung, die zur Verbindung von ein oder mehreren mechani­ schen Endstücken verwendbar ist oder als Kupplungsvorrichtung an Stanz-, Preß- und Spritzgußautomaten, sowie als Spannvor­ richtung für Werkzeugeinsätze im Rotierfräserbereich einge­ setzt werden kann. Derartige Kupplungsvorrichtungen sollen schnell wechselbar sein und im gekuppelten Zustand eine mög­ lichst exakte Position einnehmen.

STAND DER TECHNIK

Es sind automatische Auswerferstangenkupplungen für Kunst­ stoffspritzgießmaschinen bekannt, bei denen ein Kupplungsteil in einen Grundkörper eingeführt wird und dabei durch rastend in eine ringförmig umlaufende Nut eingreifende Kugelelemente in seiner Lage gesichert werden. Der Entkupplungsvorgang er­ folgt mittels des Einsatzes pneumatischer Vorrichtungen, die das Kupplungselement in einer Längsachsenrichtung verschie­ ben, wodurch die Kugelelemente mit der Nut außer Eingriff kommen und das Kupplungselement entnommen werden kann. Derar­ tige Kupplungsvorrichtungen weisen in gekuppeltem Zustand eine geringe Steifigkeit hinsichtlich der Bewegung quer zur Längsachsenrichtung auf. Diese Kupplungen sind nicht ge­ eignet, als Spannvorrichtung für Werkzeugeinsätze im Rotier­ fräserbereich eingesetzt zu werden, da in gekuppeltem Zustand eine eindeutig fixierte Position des Werkzeugeinsatzes nicht gewährleistet werden kann.

Desweiteren sind Kupplungseinsätze für Maschinenspindelauto­ maten bekannt, die im gekuppelten Zustand mittels mehrerer in eine Nut eingreifende Kugelelemente in ihrer Lage gesichert werden. Der Aufwand zum Wechseln derartiger Werkzeugeinsätze gestaltet sich sehr aufwendig, da der Wechselvorgang selbst über hydraulische oder pneumatische Systeme erfolgt. Ein ma­ nuell durchzuführender Wechselvorgang ist bei derartigen Ma­ schinenspindelautomaten sehr aufwendig.

Es sind Spannwerkzeughalterungen bekannt, bei welchen das Werkzeug mittels eines Gewindes am Werkzeugschaft befestigt wird. Diese Befestigungsart bewirkt jedoch keine exakt zen­ trale Spannkraft und neigt infolge der beim Arbeitsvorgang entstehenden Schnittkräfte zum Festziehen, so daß ein Lösen des Werkzeuges nicht unerhebliche Kräfte erfordert.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Der vorliegenden Erfindung liegt das technische Problem bzw. die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem genannten Stand der Technik verbesserte Schnellkupplungsvorrichtung anzugeben, die eine hohe Steifigkeit im gekuppelten Zustand gewährlei­ stet und damit für den Einsatz im Rotierfräserbereich mit ho­ hen Drehzahlen geeignet ist, eine exakte und genaue Fixierung des Werkzeugeinsatzes gewährleistet, einen schnellen und pro­ blemlosen Wechsel der mechanischen Endstücke oder Werkzeug­ einsätze gewährleistet und darüber hinaus eine einfache und damit kostengünstige Herstellung ermöglicht. Darüberhinaus sollen Werkzeuge mit Standard (DIN) -Abmessungen problemlos eingesetzt werden können.

Die erfindungsgemäße Schnellkupplungsvorrichtung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gegeben. Vorteilhafte Ausgestal­ tungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprü­ che.

Die erfindungsgemäße Schnellkupplungsvorrichtung ist gekenn­ zeichnet durch die Kombination nachfolgender Merkmale, näm­ lich einem Grundkörper mit einer Längsachse, der an einem Werkzeug befestigbar ist oder bevorzugt als Werkzeugschaft ausgebildet ist, einem innerhalb einer Grundkörperausnehmung des Grundkörpers entgegen der Wirkung einer elastischen Ein­ heit in Längsachsenrichtung formschlüssig verschiebbaren er­ sten Formkörper, einem innerhalb einer ersten Ausnehmung des ersten Formkörpers in Längsachsenrichtung verschiebbar und arretierbar angeordneten zweiten Formkörper, an dem ein Bear­ beitungswerkzeug bzw. Kupplungselement angeschlossen oder an­ geformt ist, einer am zweiten Formkörper vorhandenen Nutaus­ nehmung, zumindest einer in der Wandung des ersten Formkör­ pers innerhalb einer ersten Querausnehmung verschiebbar ange­ ordneten Rasteinheit, die bei mit dem ersten Formkörper ge­ kuppelten zweiten Formkörper bereichsweise in die Nutausneh­ mung des zweiten Formkörpers eingreift, zumindest einer im wesentlichen quer zur Längsachsenrichtung am Grundkörper vor­ handenen zweiten Querausnehmung, die die Rasteinheit zumin­ dest bereichsweise aufnehmen kann, einer hydraulischen, pneu­ matischen oder mechanischen Verschiebeeinrichtung, die auf den ersten Formkörper entgegen der Wirkung der elastischen Einheit in Längsachsenrichtung einwirkt, wodurch die Rastein­ heit bereichsweise in die zweite Querausnehmung des Grundkör­ pers eintreten kann und dadurch die Rasteinheit mit der Nut­ ausnehmung beim Entkupplungsvorgang außer Eingriff kommt, einer am Grundkörper stirnseitig vorhandenen Anlagefläche, einer am zweiten Formkörper in Richtung zum Grundkörper wei­ senden Anlagefläche, wobei bei mit dem ersten Formkörper ge­ kuppelten zweiten Formkörper die Anlageflächen aufgrund der Wirkung der elastischen Einheit formschlüssig aufeinanderge­ preßt werden.

Durch die Kombination ihrer Merkmale ermöglicht die erfin­ dungsgemäße Schnellkupplungsvorrichtung eine hohe, einstell­ bare und definierte zentrale, in Längsachsenrichtung wirkende Einzugskraft des zweiten Formkörpers. Dadurch ist eine genaue Fixierung des zweiten Formkörpers möglich. Durch die erfin­ dungsgemäße Planschulteranlage der Anlageflächen des Grund­ körpers und des zweiten Formkörpers wird eine hohe Steifig­ keit der gesamten Schnellkupplungsvorrichtung erzielt, was insbesondere als vorteilhaft angesehen werden kann in Hin­ sicht auf die Einsatzmöglichkeit als Werkzeugeinsatz im Hoch­ geschwindigkeitsfräserrotierbereich. Darüber hinaus gewähr­ leistet die erfindungsgemäße Schnellkupplungsvorrichtung einen sehr schnellen und problemlosen Wechsel des zu spannen­ den Teils (zweites Formteil) in manueller Art und Weise. Ins­ besondere im Einsatzgebiet im Rotierfräserbereich ist es be­ sonders vorteilhaft, den Grundkörper, den ersten Formkörper und den zweiten Formkörper als rotationssymmetrische Bauteile auszubilden.

Hinsichtlich der Funktionalität der Rastelemente beim Kup­ plungs- bzw. Entkupplungsvorgang hat es sich als günstig her­ ausgestellt, das Rastelement als Kugelelement auszubilden.

Im Hinblick auf eine exakte Zentrierung im gekuppelten Zu­ stand ist es besonders vorteilhaft, drei Rastelemente vorzu­ sehen, die in Umfangsrichtung jeweils um 120 Grad versetzt vorhanden sind und die in eingesetztem Zustand in die Nutaus­ nehmung, die in diesem Fall bevorzugt als ringförmig umlau­ fende Nutausnehmung mit Teilkreisstruktur ausgebildet ist, bereichsweise eingreifen.

Um die Bewegung der Rasteinheit bzw. Kugeleinheit beim Kup­ plungs- bzw. Entkupplungsvorgang genau festzulegen ist erfin­ dungsgemäß die erste und/oder zweite Querausnehmung als Boh­ rung mit zumindest bereichsweise variablem Radius, beispiels­ weise als Stufenbohrung, ausgebildet. Dadurch tritt beim Ent­ kupplungsvorgang die Kugeleinheit nur entsprechend der kon­ struktiven Ausbildung der Stufenbohrung in die zweite Quer­ ausnehmung ein und ermöglicht ein Lösen des zweiten Formkör­ pers vom ersten Formkörper. Durch die Ausbildung als Stufen­ bohrung der ersten Querausnehmung ist die Kugeleinheit unver­ lierbar an dem ersten Formkörper 12 quer zur Längsachse ver­ schiebbar gesichert.

Zum Erzielen einer genauen Fixierung des zweiten Formkörpers im gekuppelten Zustand weist erfindungsgemäß der Grundkörper innerhalb seiner Anlagefläche eine überstehende Mitnehmerein­ heit auf, die in entsprechende Vertiefungen der Auflagefläche des zweiten Formkörpers in gekuppeltem Zustand eingreift. Da­ durch wird eine sichere Drehmomentmitnahme durch Nutverbin­ dung der jeweiligen Auflageflächen des Grundkörpers bzw. des zweiten Formkörpers gewährleistet.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schnell­ kupplungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß zumindest zwei in der Wandung des Grundkörpers sich gegenüberliegende Querausnehmungen vorhanden sind, wodurch in einfacher Art und Weise ein Hebelelement einführbar ist, das sich am Rand der einen Querausnehmung abstützt und durch einfache Hebelbewe­ gung auf den ersten Formkörper 12 einwirkt, und zwar entgegen der Wirkung des elastischen Elements 16, wobei durch diese Verschiebung des ersten Formkörpers 12 die Kugeleinheiten die Möglichkeit haben, in die zweite Querausnehmung des Grundkör­ pers auszuweichen, wodurch der erste Formkörper zum Entkup­ peln freigegeben wird.

Eine erfindungsgemäße manuell in einfacher Art und Weise zu entkuppelnde Vorrichtung ist gekennzeichnet durch zumindest eine am Grundkörper vorhandene Grundkörperquerausnehmung, die so angeordnet ist, daß durch Einsatz eines Hebelelements der erste Formkörper entgegen der Wirkung der elastischen Einheit in Längsachsenrichtung verschiebbar ist, wodurch die Rasteinheit bereichsweise in die zweite Querausnehmung des Grundkörpers eintreten kann und dadurch die Rasteinheit mit der Nutausnehmung beim Entkupplungsvorgang außer Eingriff kommt.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schnell­ kupplungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die Anla­ gefläche des zweiten Formkörpers durch ein am zweiten Form­ körper befestigbaren Anlageflächenelement gebildet wird, wo­ bei bevorzugt das Anlageflächenelement auf den zweiten Form­ körper aufschiebbar ausgebildet ist und zumindest ein Raste­ lement aufweist, das in zumindest eine am zweiten Formkörper vorhandene Vertiefung einrastbar ausgebildet ist.

Bei dieser Ausgestaltung können standardisierte Werkzeuge, beispielsweise nach DIN-Norm, eingesetzt werden, die ledig­ lich mit der Nutausnehmung zum Eingriff der am ersten Form­ körper vorhandenen Rastelemente versehen ist und eine bevor­ zugt umlaufende Nut als Ausbildung der Vertiefung, in die die Rastelemente des Anlageflächenelements eingreifen, auf­ weist. Mit Hilfe des Anlageflächenelements ist es somit mög­ lich, die in einer großer Vielfalt benötigten Standardwerk­ zeuge durch einfache Maßnahmen für einen Einsatz in der er­ findungsgemäßen Schnellkupplungsvorrichtung geeignet zu ma­ chen, insbesondere durch Ausbilden zweier beabstandet zuein­ ander vorhandener umlaufender Nute.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegen­ stand der Unteransprüche.

Die Merkmale der Ansprüche können in beliebiger Weise mitein­ ander kombiniert werden, insoweit sie sich nicht offensicht­ lich gegenseitig widersprechen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die Erfindung sowie eine vorteilhafte Ausführungsform wird im Folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Be­ schreibung der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können ein­ zeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination an­ gewandt werden. Es zeigen:

Fig. 1 Schematische Schnittdarstellung in Längsrichtung einer erfindungsgemäßen Schnellkupplungsvorrich­ tung in gekuppeltem Zustand,

Fig. 2 schematische Längsschnittdarstellung der erfin­ dungsgemäßen Schnellkupplungsvorrichtung gemäß Fig. 1 in entkuppeltem Zustand,

Fig. 3 schematischer Detaillängsschnitt durch einen zweiten Formkörper mit einer zusätzlichen umlau­ fenden Nut,

Fig. 4 schematischer Längsschnitt durch einen zweiten Formkörper gemäß Fig. 3 mit einem aufgeschobenen Anlageflächenelement und

Fig. 5 schematischer Schnitt des zweiten Formkörpers gemäß Figur entlang Linie A-A.

WEGE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG

Eine Schnellkupplungsvorrichtung 10 weist einen zylindrischen Grundkörper 11 mit einer als dreistufige Stufenbohrung ausge­ bildeten Grundkörperausnehmung 18.1, 18.2, 18.3, die in Fig. 1 und 2 von unten nach oben einen Bereich mit einem Radius R1, R2 und R3 aufweist, wobei R1 < R2 < R3 ist.

Innerhalb der Grundkörperausnehmung 18.1, 18.2 ist ein erster Formkörper 12 mit einem zylindrischen Schaft 50 vorhanden, der im Bereich der Ausnehmung 18.2 mit dem Radius R2 in Längsachsenrichtung L verschiebbar geführt ist. In seinem vorderen kolbenartigen Bereich weist der erste Formkörper 12 eine erste Ausnehmung 20 auf, deren Radius dem Radius R3 der Grundkörperausnehmung 18.3 entspricht und in die ein zylin­ drischer Schaft 46 eines zweiten Formkörpers 14 in Längsach­ senrichtung L bereichsweise eingeschoben werden kann. Im Be­ reich der ersten Ausnehmung 20 sind drei radiale Querausneh­ mungen 24 vorhanden, in denen jeweils eine als Kugel ausge­ bildete Rasteinheit 26 in Querrichtung verschiebbar vorhanden ist. Der zweite Formkörper 14 weist auf seiner Stirnseite 13 ein nicht dargestelltes Werkzeug auf.

Der zylindrische Schaft 46 des zweiten Formkörpers 14 weist eine umlaufende ringförmig ausgebildete Nutausnehmung 22 auf, die eine konvexe Teilkreiskontur aufweist, und in die die Ku­ geln 26 bei in den ersten Formkörper 12 eingesetzten zweiten Formkörper 14 bereichsweise einrastet, da die Innenwandung der Ausnehmung 18.2 auf die Rasteinheit 26 einwirkt und diese in die Nutausnehmung 22 drückt. In diesem Zustand ist der zweite Formkörper 14 sicher am ersten Formkörper 12 arretiert und durch die Anordnung der drei Kugeln in Umfangsrichtung um 120 Grad versetzt wird eine exakte Positionierung des zweiten Formkörpers 14 erzielt, was insbesondere im Hochgeschwindig­ keitsfräserbereich von Vorteil ist, da praktisch keine Un­ wuchten durch diese Lagerung entstehen.

Der zylindrische Schaft 50 des ersten Formkörpers 12 weist endseitig zwei aufgeschraubte Mutterelemente 52 auf. Auf die­ se Mutterelemente 52 stützt sich eine Tellerfedereinheit 16 ab, die sich an der Anlageschulter, die durch den Sprung von der Grundkörperausnehmung 18.1 mit dem Radius R1 zu der Grundkörperausnehmung 18.2 mit dem Radius R2 gebildet wird, abstützt und derart auf den ersten Formkörper 12 einwirkt, daß dieser nach innen in den Grundkörper 11 mitsamt dem zwei­ ten Formkörper 14 gezogen wird.

Anstelle der Mutterelemente 52 kann eine selbstsichernde Hut­ muttereinheit vorhanden sein, die eine mögliche Beschädigung des Gewindes beim manuellen Lösen verhindert.

Schließlich sind noch in der Wandung des Grundkörpers 11 im Bereich der Grundkörperausnehmung 18.2 mit dem Radius R2 ent­ sprechend umfangsmäßig zu den ersten Querausnehmungen 24 an­ geordnete zweite Querausnehmungen 28 vorhanden, die beim ge­ spannten zweiten Formkörper 14 in Längsachsenrichtung ver­ setzt zueinander vorhanden sind. Die Verdrehsicherung des zweiten Formkörpers 12 wird durch eine Stifteinheit 42 ge­ währleistet, die in Längsachsenrichtung L verschiebbar in eine Ausnehmung 44 am ersten Formkörper 12 eingreift.

Fig. 1 zeigt die Schnellkupplungsvorrichtung 10 im gespann­ ten Zustand, d. h. bei in den ersten Formkörper 12 eingesetz­ ten zweiten Formkörper 14.

Im unteren Bereich der Grundkörperausnehmung 18.1 mit dem Ra­ dius R1 sind zwei sich gegenüberliegende Grundkörperausneh­ mungen 30 vorhanden, die etwa in Höhe des Endbereiches des zylindrischen Schaftes 50 des ersten Formkörpers angeordnet sind.

Auf der vorderen Stirnseite des Grundkörpers sind überstehen­ de Mitnahmeeinheiten 38 vorhanden, die beim Kupplungsvorgang mit stirnrückseitig am zweiten Formkörper 14 vorhandenen Ver­ tiefungen 40 in Eingriff bringbar sind.

Im übrigen bildet die stirnseitige Rückseite des zweiten Formkörpers 14 eine ebene Auflagefläche 36, die an einer ebe­ nen stirnseitig an dem Grundkörper 11 vorhandenen Auflageflä­ che 34 in gespanntem Zustand (Fig. 1) anliegt.

Zum Lösen bzw. Entkuppeln des zweiten Formkörpers 14 wird nun durch die Grundkörperausnehmungen 30 ein Hebelelement 32 ein­ geführt, das sich auf einer Unterseite einer Grundkörperaus­ nehmung 30 abstützt. Um diesen Abstützpunkt wird das Hebele­ lement 32 in Pfeilrichtung P nach oben geschwenkt, wobei es mit dem zylindrischen Schaft 50 des ersten Formkörpers in Kontakt kommt und den ersten Formkörper 12 mitsamt dem zwei­ ten Formkörper 14 nach oben verschiebt, bis die Stirnseite des ersten Formkörpers mit einer Anlageschulter, gebildet in dem Sprungbereich der Ausnehmung 18.2 mit dem Radius R2 und der Ausnehmung 18.3 mit dem Radius R3, anliegt. Bevor der er­ ste Formkörper 12 diese Position erreicht, liegen die ersten Querschnittsausnehmungen 24 und zweiten Querschnittsausneh­ mungen 28 bedingt durch die Längsverschiebung des ersten Formkörpers 12 zu einem bestimmten Zeitpunkt auf gleicher Höhe. In diesem Zustand können die Kugeln 26 eine Querbewe­ gung nach außen durchführen, so daß sie mit der Nutausnehmung 22 außer Eingriff kommen. Die Bewegung der Kugeln 26 nach außen wird dadurch begrenzt, daß die zweiten Querausnehmungen 28 einen Radius aufweisen, der geringfügig kleiner ist als der Radius der Kugeln 26, wodurch diese bereichsweise in die zweite Querausnehmung 28 ausweichen können. Danach kann der zweite Formkörper 14 problemlos entnommen werden.

Im Innenrandbereich der ersten Querschnittausnehmungen 24 ist der Austrittsbohrungsdurchmesser geringfügig kleiner als der Kugeldurchmesser, so daß bei entnommenem zweiten Formteil 14 ein Austritt der Kugel, aus der Ausnehmung 24 nicht möglich ist.

Die erfindungsgemäße Schnellkupplungsvorrichtung 10 gewähr­ leistet eine hohe einstellbare genau definierte zentral in axialer Richtung wirkende Einzugskraft durch die Federeinheit und ermöglicht eine exakte Fixierung des ersten Formkörpers durch die Ausbildung geschliffener Aufnahmebohrungen, wobei gleichzeitig eine hohe Steifigkeit durch die Planschulteran­ lageflächen der Auflageflächen 34 und 36 gewährleistet wird.

Eine sichere Drehmomentmitnahme wird durch die in die Vertie­ fungen 40 eingreifenden Mitnehmereinheiten 38 gewährleistet.

Ein schneller und problemloser Wechsel des zu spannenden Teils kann in einfacher Art und Weise durch den manuellen Einsatz eines Hebelelements 32 gewährleistet werden. Der Grundkörper 11, der erste Formkörper 12 und der zweite Form­ körper 14 sind als rotationssymmetrische Bauteile ausgebil­ det, wobei sich insgesamt eine einfache und kostengünstige Herstellung bewirken läßt, da sämtliche Ausnehmungen in Form einfacher Bohrungen bzw. Stufenbohrungen hergestellt werden können. Darüber hinaus sind die einzelnen Teile problemlos im Schadensfalle auswechselbar.

Die erfindungsgemäße Schnellkupplungsvorrichtung ermöglicht weiterhin einen extrem hohen Rundlauf, eine einfache und schnelle Auswechslung des Werkzeugs und weist eine relativ schlanke Bauform auf. Daher eignet sich die erfindungsgemäße Schnellkupplungsvorrichtung besonders für den Einsatz in Hochgeschwindigkeitsdrehanlagen. Ein besonderer Vorteil liegt darin, daß zum Wechseln des Werkzeuges der Werkzeugschaft nicht aus der Maschine entfernt werden muß, sondern der Wech­ selvorgang bei in der Maschine eingesetztem Werkzeugschaft (Grundkörper) in einfacher Art und Weise manuell durchgeführt werden kann.

Bei der in den Fig. 3 bis 5 dargestellten Ausführungsvari­ ante eines zweiten Formkörpers 60, der insbesondere beim Ein­ satz von standardisierten, beispielsweise nach DIN-Norm aus­ gebildeten, Werkzeugen verwendet wird, ist neben der kreis­ ringförmigen Nutausnehmung 22, in die die Kugelelemente 26 in gekuppeltem Zustand in Eingriff bringbar sind, eine beabstan­ det zur Nutausnehmung 22 vorhandene weitere umlaufende Nut 66 vorhanden, die so ausgebildet ist, daß der Schaft des zweiten Formkörpers 60 zumindest bereichsweise eine kegelstumpfförmi­ ge Außenkontur aufweist, d. h. die Nut 66 in ihrem Querschnitt dreieckförmig ausgebildet ist.

Zur Schaffung einer Anlagefläche 68, die mit der Anlagefläche 34 des Grundkörpers 11 zur Anlage kommt, ist ein Anlageflä­ chenelement 62 vorhanden, das auf den zweiten Formkörper 60 aufschiebbar ausgebildet ist. Das rotationssymmetrische Flä­ chenelement 62, dessen lichter Innendurchmesser im wesentli­ chen dem Außendurchmesser des zweiten Formkörpers 60 ent­ spricht, weist innenwandseitig eine im wesentlichen rechteck­ förmige Ausnehmung 70 auf, in die eine als offener Kreisquer­ schnitt ausgebildete Toleranzhülse 72 eingebracht werden kann. Die an sich bekannte Toleranzhülse 72 weist insgesamt drei, in Umfangsrichtung um 120 Grad versetzt vorhandene, nach innen gebogene Rastelemente auf, die als Federzungen ausgebildet sind. Das Anlagenflächenelement wird nun von der Werkzeugkopfseite, d. h. in den Fig. 3 und 4 von oben, auf den zweiten Formkörper 60 aufgeschoben, bis die Federzungen 64 in die umlaufende Nut 66 einrasten. Durch die dreieckför­ mige Ausbildung der umlaufenden Nut 66 deren eine Flanke im wesentlichen rechtwinkelig zur Längsrichtung L angeordnet ist, wird eine Verschiebung des Anlageflächenelements 62 von dem Grundkörperelement 11 weg, d. h. in den Fig. 3 und 4 nach oben, verhindert. In gekuppeltem Zustand wird der zweite Formkörper 60 nach Einrastung der Kugelelemente 26 in die Nutausnehmung 22 aufgrund der Wirkung nicht dargestellter elastischer Einheiten gegen den Grundkörper 11 gepreßt, wo­ bei die Anlagefläche 68 des Anlageflächenelements 62 mit ih­ ren Vertiefungen 40 mit der Anlagefläche 34 und den Mitnehme­ reinheiten 38 des Grundkörpers 11 zur Anlage kommt, wodurch eine sichere Drehmomentenmitnahme gewährleistet werden kann.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des zweiten Formkörpers 60 gemäß den Fig. 3, 4 und 5 ist es möglich, standardi­ sierte, beispielsweise nach DIN gefertigte Werkzeuge, die keine Plananlage aufweisen, da in der Regel eine Klemmung in radialer Richtung erfolgt, zum Einsatz in der erfindungsgemä­ ßen Schnellkupplungsvorrichtung problemlos durch Ausbilden von zwei umlaufenden Nuten 22, 66, umzurüsten. Dadurch wird die Variabilität des Einsatzes der erfindungsgemäßen Schnell­ kupplungsvorrichtung gegenüber den bekannten Klemmvorrichtun­ gen deutlich erhöht. Das an dem Schaft des zweiten Formteils 60 befestigbare Anlageflächenelement 62 schafft eine Anlage­ fläche, die in Verbindung mit den in die Vertiefungen des An­ lageflächenelements 62 eingreifenden Mitnehmereinheiten 38 eine sichere Anlage des zweiten Formkörpers 60 am Grundkörper 11 und eine sichere Mitnahme des zweiten Formkörpers 60 beim Drehvorgang gewährleistet.

Claims (21)

1. Schnellkupplungsvorrichtung (10) mit

• - einem Grundkörper (11) mit einer Längsachse (L), der an einem Werkzeug befestigbar ist oder bevorzugt als Werk­ zeugschaft ausgebildet ist,
• - einem innerhalb einer Grundkörperausnehmung (18) des Grundkörpers (11) entgegen der Wirkung einer elastischen Einheit (16) in Längsachsenrichtung (L) formschlüssig verschiebbaren ersten Formkörper (12),
• - einem innerhalb einer ersten Ausnehmung (20) des ersten Formkörpers (12) in Längsachsenrichtung (L) verschiebbar und arretierbar angeordneten zweiten Formkörper (14), an dem ein Bearbeitungswerkzeug bzw. Kupplungselement ange­ schlossen oder angeformt ist,
• - einer am zweiten Formkörper (14) vorhandenen Nutausneh­ mung (22),
• - zumindest einer in der Wandung des ersten Formkörpers (12) innerhalb einer ersten Querausnehmung (24) ver­ schiebbar angeordneten Rasteinheit (26), die bei mit dem ersten Formkörper (12) gekuppelten zweiten Formkörper (14) bereichsweise in die Nutausnehmung (24) des zweiten Formkörpers (14) eingreift,
• - zumindest einer im wesentlichen quer zur Längsachsen­ richtung (L) am Grundkörper (11) vorhandenen zweiten Querausnehmung (28), die die Rasteinheit (26) zumindest bereichsweise aufnehmen kann,
• - einer hydraulischen, pneumatischen oder mechanischen Verschiebeeinrichtung, die auf den ersten Formkörper (12) entgegen der Wirkung der elastischen Einheit (16) in Längsachsenrichtung (L) einwirkt, wodurch die Rasteinheit (26) bereichsweise in die zweite Querausnehmung (28) des Grundkörpers (11) eintreten kann und dadurch die Rastein­ heit (26) mit der Nutausnehmung (22) beim Entkupplungs­ vorgang außer Eingriff kommt,
• - einer am Grundkörper (12) stirnseitig vorhandenen Anla­ gefläche (34), und
• - einer am zweiten Formkörper (14) in Richtung zum Grund­ körper (11) weisenden Anlagefläche (36),
• - wobei die Anlageflächen (34; 36) aufgrund der Wirkung der elastischen Einheit (16) bei mit dem ersten Formkör­ per (12) gekuppelten zweiten Formkörper (14) formschlüs­ sig aufeinandergepreßt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (11), der erste Formkörper (12) und der zweite Formkörper (14) als rotationssymmetrische Bauteile mit der Längsachse (L) als Rotationsachse ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rastelement als Kugelelement (26) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß drei Rastelemente (26) vorhanden sind, die in Umfangs­ richtung um jeweils 120 Grad versetzt vorhanden sind und die Nutausnehmung (22) als ringförmig umlaufende Nut mit Teilkreiskontur ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Querausnehmung (24) als Bohrung zumindest be­ reichsweise mit variablem Radius ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (34) des Grundkörpers (11) eine überste­ hende Mitnehmereinheit (38) aufweist, die in entsprechend vorhandene Vertiefungen (40) der Auflagefläche (36) des zweiten Formkörpers (40) in gekuppeltem Zustand eingreift oder umgekehrt.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei in der Wandung des Grundkörpers (11) sich gegenüberliegende Grundkörperquerausnehmungen (30) vor­ handen sind.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stifteinheit (42) vorhanden ist, die in eine an der Außenwandung des ersten Formkörpers (12) vorhandene Aus­ nehmung (44) verschiebbar eingreift und die axiale Lage des ersten Formkörpers (12) in Umfangsrichtung sichert.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Formkörper (14) einen zylindrischen, in Längs­ achsenrichtung (L) angeordneten Schaft (46) aufweist, der formschlüssig in einer Ausnehmung (18.3) des Grundkörpers (11) und der ersten Ausnehmung (20) des ersten Formkör­ pers (12) führbar ist.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Einheit (16) als Tellerfedereinheit oder Spiralfedereinheit ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundkörperausnehmung als Drei-Stufenbohrung ausge­ bildet ist.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer am Grundkörper (11) vorhandenen Grundkör­ perquerausnehmung (30), die so angeordnet ist, daß durch Einsatz eines Hebelelements (32) der erste Formkörper (12) entgegen der Wirkung der elastischen Einheit (16) in Längsachsenrichtung (L) verschiebbar ist, wodurch die Rasteinheit (26) bereichsweise in die zweite Querausneh­ mung (28) des Grundkörpers (11) eintreten kann und da­ durch die Rasteinheit (26) mit der Nutausnehmung (22) beim Entkupplungsvorgang außer Eingriff kommt.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche des zweiten Formkörpers (14) durch ein am zweiten Formkörper (14) befestigbaren Anlageflächen­ element (62) gebildet wird.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlageflächenelement (62) auf den zweiten Formkörper (14) aufschiebbar ausgebildet ist und zumindest ein Rast­ element aufweist, das in zumindest eine am zweiten Form­ körper (14) vorhandene Vertiefung (66) einrastbar ausge­ bildet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Rastelement (64) als Federzunge ausgebildet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 13, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Formkörper (60) eine umlaufende Nut (66) auf­ weist, in die das Rastelement (64) in Eingriff bringbar ist.

17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlageflächenelement (62) als rotationssymmetrisches Bauteil ausgebildet ist.

18. Formkörper zum Einsatz in eine Schnellkupplungsvorrich­ tung gemäß den Ansprüchen 1 bis 17, ausgebildet als zwei­ ter Formkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper zumindest eine Ausnehmung aufweist.

19. Formkörper nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung als umlaufende Nutausnehmung (22), bevor­ zugt mit Teilkreiskontur, ausgebildet ist.

20. Formkörper nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine in Längsrichtung (L) beabstandet zur ersten Ausneh­ mung vorhandene zweite Ausnehmung angeordnet ist, in die zumindest ein Rastelement einer auf den Formkörper auf­ schiebbaren Anlagenflächenelement einrastbar ausgebildet ist.

21. Formkörper nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Ausnehmung als umlaufende Nut (66) ausgebildet ist.